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Rapport de stage
(Module EM8TESEM)
Master 1 Eau, Sol et Environnement
Thème : Modélisation hydrologique
conceptuel GR : Cas du bassin VERSANT D'HOUAY PANO, LAOS.
Effectué par
Corneille HOUNGUE
Sous la Direction de
Dr David LABAT, Maître de conférences, Responsable
M2 SGE
MODéLISATION HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL GR : CAS DU BASSIN
VERSANT
D'HOUAY PANO, LAOS.
Remerciement
Au terme de cet humble travail, qu'il me soit permis de
remercier :
Mon tuteur de stage David LABAT maître de
conférences à l'Université Toulouse III Paul Sabatier,
responsable du Master 2 en Surveillance et Gestion de l'Environnement. Il a su
installer un climat de travail très agréable, me permettant de
travailler en grande autonomie tout en étant encadré de
manière très instructive. Ses conseils m'ont de plus permis de ne
pas m'égarer sur des chemins trop incertains, ce qui serait un comble
pour un futur expert de l'environnement travaillant sur les modèles
hydrologiques.
Je souhaite également remercier Olivier RIBOLZI,
Directeur de Recherche IRD, pour m'avoir permis d'enrichir mes informations sur
ma zone d'étude en me fournissant des articles en anglais bien que
ça n'a pas été facile pour moi de déchiffré
certains mots.
Mes remerciements vont à l'endroit de mes parents qui
ont non seulement a accepté mon choix de continuer mes études en
France mais qui apporte la totale contribution financière ce qui n'est
pas aisé du FCFA à Euros.
J'adresse ma profonde gratitude au Dr-Ing-Arnaud ZANNOU,
Expert Manager of Water, Climate, Environment and Early Warning System,
Directeur Générale de la Ressource en Eau du Bénin pour le
soutien morale et l'encouragement dans cette voie.
Et enfin j'adresse mes remerciements aux deux autres
mousquetaires de l'équipe de TPE avec qui la collaboration a
été agréable.
CORNEILLE HOUNGUE M1-ESE i
Corneille HOUNGUE
COrNEILLE HOUNGUE M1-ESE ii
MODéLISATION HYDrOLOGIQUE CONCEPTUEL GR
: CAS DU BASSIN VERSANT
D'HOUAY PANO, LAOS.
Résumé
Le modèle hydrologique devenu répandu est un
outil informatique utilisé par les hydrologues. Il permet de comprendre
la dynamique d'un bassin versant, pour l'utilisation rationnelle des ressources
en eau de ce bassin et d'effectuer des prévisions pour lutter contre les
catastrophes naturelles liées aux inondations (crues) et aux
sécheresses (étiages). Plusieurs modèles ont
été élaborés dû aux progrès de
l'informatique et des systèmes d'informations géographiques parmi
lesquels on a le modèle hydrologique distribué qui a une approche
pointue et qui n'apporte pas des résultats meilleurs. Dans la
présente étude nous avions choisi le modèle hydrologique
conceptuel comportant peu de paramètre et pouvant rendre compte du
comportement hydrologique du bassin : ce sont les modèles GR2M et GR4J
du CEMAGREF. L'objectif est de voir si les paramètres de ces deux
modèles représentent bien les caractéristiques physiques
du bassin versant et de les comparer. Le bassin du Laos a été
choisi pour l'application. Le critère de Nash des deux modèles
est acceptable. Le comportement du bassin de Laos pourra être
étudié à long terme si nous forçons le
modèle GR4J par des sorties des modèles climatiques.
Mots clé : inondation, crue, étiage,
bassin versant
Abstract
The hydrological model that is very common is a software tool
used by hydrologists. It helps to understand the dynamics of a watershed , in
order to make rational use of the water resources of the watershed and make
predictions for the fight against natural disasters due to flooding (flood )
and drought ( low flows ). Several models have been developed with the advances
in computer science and geographic information systems among which we have the
distributed hydrological model which has a pointed approach and does not
achieve the best results. In this study we chose the conceptual hydrological
model that requires little setting and allows to account for the hydrological
behavior of the watershed: these models are GR2M and GR4J CEMAGREF. The aim is
to see if the parameters of these two models represent well the physical
characteristics of the watershed and compare them. The Lao basin has been
chosen for the application. The Nash criterion of both models is acceptable.
The behavior of Laos basin will be studied long term if we force the model GR4J
by outputs of climate models.
Keys-words : flooding, flood, low flows,
watershed
CORNEILLE HOUNGUE M1-ESE iii
MODéLISATION HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL GR : CAS DU BASSIN
VERSANT
D'HOUAY PANO, LAOS.
Table des matières
Résumé ii
Abstract ii
Sigle et acronyme v
Liste des figures vi
Listes des tableaux vii
Introduction 1
I-Contexte général du travail 2
CHAPITRE I : CONTEXTE GENERAL DU TRAVAIL 3
1.1 Cadre conceptuel 3
1.1.1 Définition des concepts 3
1.1.2 Cycle de l'eau 3
1.1.3 Principe de la modélisation hydrologique
4
1.1.3 Objectif et enjeux de la modélisation
hydrologique 4
1.2 Présentation de la zone d'étude 5
1.2.1 ORE-MSEC 5
1.2.2 Bassin versant d'Houay Pano 6
Conclusion 7
II- Synthèse Bibliographique 8
CHAPITRE II : SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE 9
2.1 Classification des modèles pluie-débit 9
2.1.1 Les modèles empiriques 9
2.1.2 Un modèle à base physique
9
2.1.3 Le modèle conceptuel 10
2.1.4 Boîte noire 11
2.1.5 Modèle global 12
2.1.6 Modèle semi-distribué 12
2.1.7 Modèle distribué 13
2.1.8 Modèles « évènementiels
» ou « de simulation continue » 13
2.2 Notion de calage et validation d'un modèle
hydrologique 13
2.2.1 Calage d'un modèle hydrologique
13
2.2.2 Validation d'un modèle hydrologique
14
COrNEILLE HOUNGUE M1-ESE iv
MODéLISATION HYDrOLOGIQUE CONCEPTUEL GR :
CAS DU BASSIN VERSANT D'HOUAY PANO, LAOS.
III-Données et méthodes de traitement
15
CHAPITRE III : MATERIELS ET METHODES 16
3.1 Matériel 16
3.1.1 Structure du modèle et fonctionnement des
modèles GR2M et GR4J 16
3.1.2 Objectif et utilisation de ces modèles dans
différents domaine 17
3.1.3 Critère de Nash 17
3.1.4 Les données 18
3.2 Méthodes utilisées 18
3.2.1 La pluie 18
3.2.2 Débits 19
3.2.3 Evapotranspiration 20
IV-Résultats et Discussions 22
CHAPITRE IV : Résultats et Discussions
23
4.1 Résultat 23
4.1.1 Description des graphiques Pluie-ETP-Débit
tracé avec Excel 23
4.1.1.1 Interprétation de Pluie-ETP-Débit mensuel
23
4.1.1.2 Interprétation de Pluie-ETP-Débit
journalier 24
4.1.2 Description des graphiques Pluie-ETP-Débit
tracé avec les modèles de nôtres études 25
4.1.2.1 Interprétation de Pluie-ETP-Débit mensuel
(GR2M) 25
4.1.2.2 Interprétation de Pluie-ETP-Débit mensuel
(GR4J) 27
4.1.3 Détermination des différentes saisons sur la
période d'étude 28
4.1.4 Calibrage et validation des saisons suivant la
période 28
4.2 Synthèses des résultats et discussion 30
Conclusion 33
Référence bibliographiques 34
Annexe 36
MODéLISATION HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL GR
: CAS DU BASSIN VERSANT
D'HOUAY PANO, LAOS.
Sigle et acronyme
ORE MSEC ETP GR2M
GR4J
: Observatoire de la Ressource en Eau
: Changement multi-échelle de
l'environnement
: Evapotranspiration
: Modélisation des débits-pluies
à deux paramètres au pas de temps
mensuel
: Modélisation des débits-pluies
à 4 paramètres au pas de temps
Journalier
|
T
GIRE
|
: Température
: Gestion Intégré de la Ressource
en Eau
|
CORNEILLE HOUNGUE M1-ESE v
CEMAGREF : Centre national du machinisme
agricole du génie rural, des eaux et des
forêts
COrNEILLE HOUNGUE M1-ESE vi
MODéLISATION HYDrOLOGIQUE CONCEPTUEL GR
: CAS DU BASSIN VERSANT
D'HOUAY PANO, LAOS.
Liste des figures
Figure 1: Cycle de l'eau (
https://fr.wikipedia.org/wiki/Cycle_de_l'eau)
3
Figure 3: Bassin versant ((
http://www.eaurmc.fr/pedageau/la-gestion-de-leau-en-france/le-
bassin-versant.html) 4
Figure 2: Identification spatiale des systèmes
hydrologiques 4
Figure 4: Schéma montrant les composants d'un
modèle (Singh, 1995)6 5
Figure 5: Localisation géographique du bassin versant de
Houay Pano, des équipements hydro -météorologique,
l'utilisation des terres en 2012 (source Olivier Ribolzi & al, Use of
fallout radionuclides (7Be, 210Pb) to estimate resuspension of Escherichia
coli from streambed
sediments during floods in a tropical montane catchment,
2015 6
Figure 6: Variation annuelle des précipitations 2002-2006
7
Figure 7 : Schéma montrant le fonctionnement d'un
modèle conceptuel 10
Figure 8: Schéma montrant le fonctionnement d'un
modèle conceptuel 11
Figure 9: Schéma montrant le fonctionnement d'un
modèle de Boîte noire 12
Figure 10: structure des modèles GR4J et GR2M (source :
http://webgr.irstea.fr/modeles/mensuel-gr2m/fonctionnement-gr2m/)
16
Figure 11: Localisation des sites de prélèvement et
délimitation du bassin versant R1 à R7 : sites de mesure de la
pluie, T : site de mesure de la température de l'air, H : site de mesure
de la hauteur de la rivière, Q : site de mesure du débit toutes
les 6min, repères bleus :
délimitation du bassin versant d'Houay Pano selon MSEC
(source : rapport de stage Manon
20015) 18
Figure 12: station hydro-météorologiques (source
MSEC) 18
Figure 13: graphe mettant en relation Pluie-ETP-Débit
mensuel 24
Figure 14: graphe mettant en relation Pluie-ETP-Débit
journalier sous Excel 24
Figure 15: Evolution des paramètres (a), des
critères (b) GR2M 26
Figure 16: graphe mettant en relation Pluie-ETP-Débit
mensuel sous GR2M 26
Figure 17: Evolution des paramètres (a), des
critères (b) 28
Figure 18: graphe mettant en relation Pluie-Débit mensuel
sous GR4J 28
Figure 19: Détermination des saisons sur notre
période d'étude 28
Figure 20: Hydrogramme obtenu sur nos trois saisons en fonction
du calage avec le modèle
GR2M 36
Figure 21 Hydrogramme obtenu sur nos trois saisons en fonction du
calage avec le modèles
GR4J 36
CORNEILLE HOUNGUE M1-ESE vii
MODéLISATION HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL GR
: CAS DU BASSIN VERSANT
D'HOUAY PANO, LAOS.
Listes des tableaux
Tableau 1: Etat et situation de l'eau dans le cycle hydrologique
3
Tableau 2: Résultat obtenu après calcul de
débits mensuel de (m3/s) en mm (01/01/2002-
04/01/2002) 19
Tableau 3: Résultat obtenu après calcul de
débits mensuel en mm pour l'année 2002 19
Tableau 4: Récapitulatif des coefficients d'ajustement
mensuel pour la latitude 20°N (source :
http://hmf.enseeiht.fr/travaux/bei/beiere/book/export/html/1583)
20
Tableau 5: Résultat des calculs ETP mensuel année
2002 20
Tableau 6: Valeur des paramètres du modèle GR2M
obtenues sur un large échantillon de
bassins versants. 25
Tableau 7: Récapitulatif des paramètres et
critère de Nash le plus élevé 26
Tableau 8 : Valeur des paramètres du modèle GR4J
obtenues sur un large échantillon de
bassins versants 27
Tableau 9: Récapitulatif des paramètres et
critère de Nash le plus élevé 27
Tableau 10 : calage et validation sur la période
d'étude en fonctions des saisons du modèles
GR2M 29
Tableau 11 : calage et validation sur la période
d'étude en fonctions des saisons du modèles
GR4J 29
Tableau 12 : Paramètres retenu sur les deux modèles
(Nash calculé sur Q) 30
Tableau 13 Paramètres retenu sur les deux modèles
(Nash calculé sur VQ) 31
Tableau 14 Paramètres retenu sur les deux modèles
(Nash calculé sur lnQ) 31
Tableau 15 : Paramètres obtenus sur les deux
modèles avec les paramètres des saisons. 32
CORNEILLE HOUNGUE M1-ESE viii
MODéLISATION HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL GR : CAS DU BASSIN
VERSANT
D'HOUAY PANO, LAOS.
Corneille HOUNGUE M1-ESE 1
MODéLISATION HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL GR
: CAS DU BASSIN VERSANT
D'HOUAY PANO, LAOS.
Introduction
Les « impacts hydrologiques » du changement
climatique sur les bassins versants font l'objet de recherches depuis plusieurs
années après le réchauffement global de la terre du
à l'augmentation des gaz à effet de serre. Ces travaux visent
généralement à quantifier ces impacts et leur
répercussion socio-économique à l'échelle globale,
régionale ou locale. Les changements concernent à la fois la
ressource en eau (étiages plus marqués en été par
exemple) mais également l'aléa des crues (inondation par
exemple). Le comportement hydrologique d'un bassin versant devient dès
lors une priorité dans la gestion de la ressource en eau et surtout dans
la mise en évidence de l'impact de la variabilité sur ces
ressources en eau. L'application de modèles hydrologiques peut permettre
d'évaluer l'ampleur de tels changements. Le choix du type de
modèles (modèles à bases physiques, modèles
conceptuels, etc.) à utiliser dépend généralement
de l'objectif de modélisation ainsi que des données disponibles.
En tout état de cause, chaque famille de modèles est soumise
à des limites de prédictibilité des réponses
hydrologiques : le processus de modélisation permet, par
définition, de représenter de manière simplifiée
les processus hydrologiques.
Ce travail de travaux pratique de l'étudiant «
Modélisation hydrologique conceptuel GR : Cas du bassin versant d'HOUAY
PANO, Laos. » se propose d'analyser la représentativité
effective des caractéristiques du bassin versant à travers les
modèles GR2M et GR4J. Le présent rapport qui rend compte du
travail réalisé est structuré en 4 chapitres :
Chapitre 1 : Contexte général du
travail
Il s'agira pour nous de clarifier les aspects du sujet et de
situer cette étude dans son cadre.
Chapitre 2 : Synthèse bibliographique
Ce chapitre nous permettra de faire une synthèse des
principaux éléments extraits de la bibliographie qui ont servi de
base à cette étude et le choix de notre modèle.
Chapitre 3 : Matériels et méthodes
Nous y présenterons quelques équipements qui ont
été installés sur site, les données qu'ils
fournissent utilisées dans ce travail et les différentes
méthodes de traitement dont nous avons fait usage.
Chapitre 4 : Résultats et discussion
Nous récapitulerons l'essentiel des résultats
obtenus en ce qui concerne, le calcul des débits, des ETP. Aussi, nous
passerons en revue, les principaux constats issus des analyses des
hyétogrammes sorties des modèles et des critères
d'efficacité Nash.
MODéLISATION HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL GR : CAS DU BASSIN
VERSANT
D'HOUAY PANO, LAOS.
Corneille HOUNGUE M1-ESE 2
I-Contexte général du travail
Figure 1: Cycle de l'eau
(
https://fr.wikipedia.org/wiki/Cycledel'eau)
|
Etat
|
Stocks
|
Phénomène de transport
|
|
Vapeur, nuages, brouillards
|
Humidité
atmosphérique, évapotranspiration
|
Evaporation
|
|
Liquide
|
Océans, mers, lacs, eaux souterraines
|
Pluie, cours
d'eau, nuages, circulations souterraines
|
|
Solide
|
Glaciers, manteau
neigeux, calotte
polaire
|
Neige, grêle,
écoulement des glaciers
|
Corneille HOUNGUE M1-ESE 3
MODéLISATION HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL GR
: CAS DU BASSIN VERSANT
D'HOUAY PANO, LAOS.
CHAPITRE I : CONTEXTE GENERAL DU TRAVAIL 1.1 Cadre
conceptuel
Le cadre conceptuel fait le point des connaissances des
travaux effectués sur les différents aspects du sujet dans le
bassin et la clarification de quelques concepts hydrologique ayant rapport
à la présente étude.
1.1.1 Définition des concepts
L'hydrologie est la science de la terre qui s'intéresse
au cycle de l'eau3, c'est-à-dire aux échanges entre
l'atmosphère, la surface terrestre et son sous-sol. Au titre des
échanges entre l'atmosphère et la surface terrestre, l'hydrologie
s'intéresse aux précipitations (pluie et neige), à la
transpiration des végétaux et à l'évaporation
directe de la couche terrestre superficielle. Elle regroupe de nombreuses
spécialités comme la climatologie, l'hydrodynamique, la
géologie, la pédologie. L'hydrologie intervient dans les domaines
de la gestion intégrée de la ressource en eau (GIRE) comme
l'agriculture, l'étude des ressources en eaux, l'aménagement,
l'énergie, l'hydraulique.
1.1.2 Cycle de l'eau
Le cycle de l'eau est l'ensemble des chemins que peut
emprunter une particule d'eau entre les grands réservoirs que sont
l'hydrosphère (mers et océans), les eaux continentales
(superficielles et souterraines), l'atmosphère et la biosphère
(Figure 1). Cette particule d'eau circulant à des vitesses variables
peut être affectée par des changements d'états d'eau
liquide, solide ou de vapeur d'eau sur Terre (Tableau 1). Le moteur permettant
de maintenir constamment en mouvement ces masses d'eau est le soleil, de par
l'énergie thermique qu'il rayonne.
Tableau 1: Etat et situation de l'eau dans le cycle
hydrologique
Corneille HOUNGUE M1-ESE 4
MODéLISATION HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL GR
: CAS DU BASSIN VERSANT
D'HOUAY PANO, LAOS.
1.1.3 Principe de la modélisation hydrologique
L'hydrologie est la science de la terre qui s'intéresse
au cycle de l'eau, c'est-à-dire aux échanges entre
l'atmosphère, la surface terrestre et son sous-sol. Ce cycle de l'eau
s'il est planétaire peut et doit s'analyser à l'échelle
des systèmes hydrologiques, identifiés par des
caractéristiques spatiales et temporelles. On distingue 3
systèmes hydrologiques interdépendants, le bassin hydrologique,
le bassin hydrogéologique et l'aquifère (figure 2)
- Le bassin hydrologique ou bassin versant (figure 3) est
l'ensemble de la zone géographique continentale qui correspond à
la totalité de l'aire de capture et de drainage des
précipitations (RAMADE 1993). Les eaux souterraines qui alimentent le
cours d'eau durant les périodes d'étiage font partie
intégrante du bassin hydrologique dont les limites, appelées
lignes de partage des eaux, sont circonscrites par les lignes de crêtes
topographiques.
- Le bassin hydrogéologique est la partie souterraine du
bassin hydrologique.
- L'aquifère est le domaine d'étude des eaux
souterraines et le bassin hydrogéologique est composé d'un ou
plusieurs aquifères.
Dans cette étude nous allons nous intéresser au
bassin hydrologique. Pour obtenir des données comparables, base de
l'évaluation et des prévisions, il est nécessaire de
disposer de références communes, moyennes annuelles et moyennes
mensuelles étant le plus communément retenues. Cet aspect
temporel fait également intervenir la notion de modélisation
hydrologique.
1.1.3 Objectif et enjeux de la modélisation
hydrologique
D'après le dictionnaire nouveau petit Robert (2007), un
modèle est une représentation simplifiée d'un processus ou
d'un système. Autrement, c'est un ensemble de définitions qui
Corneille HOUNGUE M1-ESE 5
MODéLISATION HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL GR
: CAS DU BASSIN VERSANT
D'HOUAY PANO, LAOS.
décrit les relations entre les différents
éléments du système. Un modèle mathématique
est une représentation formelle du système, formée
d'expressions mathématiques destinée à stimuler les
processus sous-jacents. Le choix de la structure d'un modèle, des
équations qui régissent les relations entre les différents
éléments et les paramètres à prendre en compte
dépend de la disponibilité et de la qualité des
données, de l'objectif recherché et de la précision
désirée (Moussa R, 1991).
Ainsi un modèle hydrologique, ou
modèle pluie-débit, est un outil
numérique de représentation de la relation pluie-débit
à l'échelle d'un bassin versant. Il permet de transformer
des séries temporelles décrivant le climat d'un bassin
versant donné (séries de précipitations et de
températures par exemple, séries qui sont les
entrées du modèle hydrologique) en une série de
débits (sortie du modèle hydrologique) (figure4).
|
|
Equation
décrivant
processus
|
|
|
|
|
Bassin versant
(Processus
caractéristiques)
|
|
|
|
Entrée
|
|
|
|
|
|
Sortie
|
|
|
|
|
Etat initial et
condition aux
limites
Figure 4: Schéma montrant les composants d'un
modèle (Singh, 1995)6
1.2 Présentation de la zone d'étude 1.2.1
ORE-MSEC
Suite à la prise de conscience mondiale du changement
climatique et à la fragilité des systèmes naturels, de
nouvelles perspectives à long terme ont été mise en place
pour la planification nationale et régionale. Cette perspective
présente une occasion de repenser radicalement les approches pour la
production agricole et la gestion des bassins versants. Pour répondre
à ces enjeux, des problématiques ont été mise en
jeux à savoir : Quels sont les effets de l'utilisation des sols in situ
et en aval , sur les différents processus d'érosion (travail du
sol, glissements de terrain) , sur la qualité du sol ( La structure , la
profondeur , ... ) , sur la partition ruissellement,
MODéLISATION HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL GR
: CAS DU BASSIN VERSANT
D'HOUAY PANO, LAOS.
infiltration , sur les chemins de l'eau , la recharge , les
inondations , la qualité de l'eau (physique, chimique et
bactériologique ) , la biodiversité (désherbage,...)..
Pour répondre à toutes ces questions un suivi
à long terme multi-échelle a été mis en place
depuis 1998 le long d'un gradient de précipitations et une trajectoire
des systèmes agricoles, de l'agriculture sur brûlis au Laos sans
intrants à forte intensité système de culture
mécanisée en Thaïlande, à travers la culture manuelle
du manioc puis Acacia
Le bassin étudié (figure 5) dans ce
présent travail fait partie du réseau régional de
surveillance nommé «Le changement multi-échelle de
l'environnement" (MSEC),
http://msec.obs-mip.fr/,
situé dans le sud-Asie (Valentin et al, 2008b).
Les données ont été recueillies par l'IRD
(Institut de Recherche pour le Développement) et les institutions
nationales impliquées dans le Laos et le Vietnam d'Avril 2001 à
Mars 2014.
1.2.2 Bassin versant d'Houay Pano
Le Mékong est le fleuve le plus grand de l'Asie. Six
pays riverain se partagent son bassin. En termes de superficie, les quatre
premiers : Laos, Thaïlande, chine (région autonome du Tibet et
province du Yunnan) et Cambodge. Le bassin versant d'Houay (figure 5) Pano de
60 ha, à 210 km en amont de Vientiane est situé dans le nord du
Laos. Elle compte environ 400000 habitants. C'est une région à
dominance montagneuse composée de collines, de pentes raides et de
quelques hauts plateaux. Son altitude varie entre 290 et 2257m.
Géologiquement il est composé principalement d'argiles, diorite,
andésite, de shiste, de gneiss et de grain fin composé de
grès de Permien à Carbonifère supérieur (Department
of Geology and Mines, 1990-1991). Les principaux sols développés
sur ces soubassements sont Entisol, et Ultisol Alfisol (Soil Survey Staff,
1999).
|
Figure 5: Localisation
géographique du bassin
versant
de Houay Pano, des équipements
hydro
-météorologique,
l'utilisation des terres en 2012
(source
Olivier Ribolzi & al, Use
of fallout radionuclides (7Be,
210Pb)
to estimate resuspension of
Escherichia coli from
streambed
sediments during floods in a
tropical montane catchment,
2015
|
Corneille HOUNGUE M1-ESE 6
Ce bassin est exposé à un climat tropical
influencé par la mousson sud-ouest apportant des masses d'air chaudes et
humides pendant la saison humide (Avril-Septembre), et par la mousson
Corneille HOUNGUE M1-ESE 7
MODéLISATION HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL GR
: CAS DU BASSIN VERSANT
D'HOUAY PANO, LAOS.
du nord apportant de l'air plus froid sec au cours de la
saison sèche (Octobre-Mars). La pluviométrie (figure 6) est
très saisonnière avec plus de 80% des annuelles
précipitations survenant pendant la saison humide
450,0
400,0
350,0
300,0
250,0
200,0
150,0
100,0
50,0
0,0
2002-01 2002-03 2002-05 2002-07 2002-09 2002-11 2003-01 2003-03
2003-05 2003-07 2003-09 2003-11 2004-01 2004-03 2004-05 2004-07 2004-09 2004-11
2005-01 2005-03 2005-05 2005-07 2005-09 2005-11 2006-01 2006-03 2006-05 2006-07
2006-09 2006-11
Pluie mensuelle (mm)
Date
Figure 6: Variation annuelle des précipitations
2002-2006
Conclusion
Ce chapitre a permis de mieux comprendre le sujet et de cerner
les réalités du cadre géographique du secteur
d'étude.
MODéLISATION HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL GR : CAS DU BASSIN
VERSANT
D'HOUAY PANO, LAOS.
Corneille HOUNGUE M1-ESE 8
II- Synthèse Bibliographique
Corneille HOUNGUE M1-ESE 9
MODéLISATION HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL GR : CAS DU
BASSIN VERSANT
D'HOUAY PANO, LAOS.
CHAPITRE II : SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE
Dans ce chapitre, nous présentons de manière
succincte l'essentiel des éléments extraits de la bibliographie,
et qui ont servi de base à cette étude ; notamment les
modèles utilisés, méthodes de calculs relatifs au calcul
de l'Evapotranspiration Réel (ETP) et au débit.
2.1 Classification des modèles
pluie-débit
De nombreux modèles hydrologiques ont été
développés depuis la fin des années 1960. Le choix du type
de modèle à utiliser dépend généralement de
l'objectif de modélisation ainsi que des données d'entrées
disponibles. Plusieurs classifications ont été établies
selon différents critères mais elles restent ambigües.
Selon la transformation de la pluie en débit, on distingue
:
2.1.1 Les modèles empiriques
Les modèles empiriques sont basés sur les
formules et équations qui calculent à base de l'information telle
que les observations. En hydrologie on utilise le plus souvent la formule
rationnelle (équation 1) et les courbes enveloppes. La formule
rationnelle s'écrit sous la forme :
Q= C i A (éq 1)
Q : débit
i : intensité de la pluie
C : coefficient de ruissellement
A : la surface du bassin versant
Notons que les formules empiriques sont nombreuses et sont
utilisées malgré leurs aspects
rustres. Parmi ces formules, certaines présentes des
limites suivant :
? Les résultats dépendent de coefficients locaux,
non transposables directement
? Il n'existe aucun moyen de contrôle de l'ordre de
grandeur calculé
? Tous les paramètres ne sont pas pris en compte. Ainsi on
ne peut rattacher d'autres
phénomènes (érosion des berges, transport
solide ou bilan pollutif) aux crues calculées.
2.1.2 Un modèle à base physique
Un modèle à base physique est une maquette de la
réalité. Ici la notion d'analogie est d'abord
géométrique mais elle repose également sur de solides
bases scientifiques, issues de l'analyse adimensionnelle
développée en mécanique des fluides et en thermodynamique.
Il existe entre les grandeurs mesurables dans la réalité et
celles mesurables sur le modèle des rapports de similitude qui peuvent
être calculés a priori et qui assurent la transposabilité
en vraie grandeur des résultats obtenus sur le modèle (figure 7).
La justification du modèle repose en définitive sur le fait que
les mêmes équations régissent les phénomènes
en vraie grandeur et en modèle réduit.
MODéLISATION HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL GR : CAS DU
BASSIN VERSANT
D'HOUAY PANO, LAOS.
Corneille HOUNGUE M1-ESE 10
Figure 7 : Schéma montrant le fonctionnement
d'un modèle conceptuel
Les avantages de ce type de modèles sont :
? La validité du domaine de lois est très
étendue
? Pas trop de calage à effectuer
? Prise en compte de la physique du bassin permettant d'effectuer
une étude d'impact
Les faiblesses liées à ce modèle sont
? Réseau de mesure trop dense du faite de la description
fine de la géométrie et des
paramètres
? Impossible d'utiliser le modèle en temps réel
puisqu'il est trop lent.
2.1.3 Le modèle conceptuel
Le modèle conceptuel tente d'intégrer la
complexité des processus en essayant de reproduire plus simplement le
concept physique du comportement. Ce modèle garde un sens physique
malgré qu'il n'arrive pas à reproduire l'ensemble des processus
mise en jeu (figure 8). C'est des modèles déductifs et
basés sur l'aspect perceptuel du comportement de l'eau dans le bassin
versant. Ainsi il prend en compte la géométrie de
l'écoulement et sa représentation.
Par exemple pour les réservoirs on utilise le
modèle d'hydrogramme unitaire instantané de Nash6
(Nash, 1957) ou les réservoirs représentent
l'évolution du ruissellement de surface due au parcours de l'eau dans le
bassin versant, tant le long des pentes que le réseau hydrographiques.
Les paramètres du modèle de Nash sont le nombre de
réservoir n et de temps de pointe de hydrogramme unitaire tp
défini pour chaque élément. Ainsi donc le système
étudié est représenté sous forme de compartiments
et ces compartiments échangent des flux.
MODéLISATION HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL GR : CAS DU BASSIN
VERSANT
D'HOUAY PANO, LAOS.
Corneille HOUNGUE M1-ESE 11
Figure 8: Schéma montrant le fonctionnement d'un
modèle conceptuel
Les avantages présentés par ce modèle sont
:
? Le nombre de compartiment limité entrainant un
réseau de mesure minimal
? Le modèle est rapide en temps réel.
Comme inconvénients nous pouvons noter :
? Les paramètres n'ont pas toujours une explication
physique
? Ils doivent être calés c'est-à-dire
ajusté sur la base des mesures
? Une modification des paramètres physique implique un une
reprise de tout le
processus.
Notons que les modèles conceptuels peuvent être
« distribués », découpant le bassin
versant en plusieurs unités sous forme de maillage
régulier ou de sous-bassin versant.
2.1.4 Boîte noire
Boîte noire encore appelé (« black box
» ou « Data-Driven » en anglais). Au niveau de ce modèle
on ne cherche ni à identifier, ni à comprendre les
mécanismes. On ajuste des fonctions de transfert (figure 9) entres les
données d'entrées et les données de sortie
MODéLISATION HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL GR
: CAS DU BASSIN VERSANT
D'HOUAY PANO, LAOS.
Corneille HOUNGUE M1-ESE 12
Figure 9: Schéma montrant le fonctionnement d'un
modèle de Boîte noire
Elle présente des avantages suivant :
> On a peu de points et longues séries de temps
(réseau de mesure minimal)
> Les outils disponibles sont (régression,
réseaux de neurones, Fourier, ondelettes, théorie du chaos)
> Le modèle est très rapide donc important les
temps réels par exemple
Les faiblesses sont :
> Prédictivité peu fiable (nous pouvons
prendre fourrier comme exemple pour la prévision des débits)
> Pas de signification physique avec les paramètres de
la fonction de transfert
> Une modification des paramètres physique implique un
une reprise de tout le processus
2.1.5 Modèle global
Dans un modèle global, le bassin versant est
représenté comme une seule entité spatiale
homogène. La variabilité spatiale des processus
étudiés n'est donc pas explicitement prise en compte avec ce type
de modèle.
2.1.6 Modèle semi-distribué
Dans un modèle semi-distribué, certains
processus sont modélisés en divisant le bassin versant en
plusieurs entités spatiales. Ce découpage de l'espace peut
être réalisé grâce à des critères
hydrologiques (découpage en sous bassin versant), ou des critères
topographiques (découpage par bandes d'altitude). Ce modèle
permet de prendre en compte la variabilité spatiale des processus
étudiés.
Corneille HOUNGUE M1-ESE 13
MODéLISATION HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL GR
: CAS DU BASSIN VERSANT
D'HOUAY PANO, LAOS.
2.1.7 Modèle distribué
Dans un modèle distribué, le bassin versant est
divisé en plusieurs entités spatiales. Ce découpage de
l'espace peut être sous la forme d'un maillage régulier, ou par
sous bassins-versants. Ce modèle permet de prendre en compte la
variabilité spatiale des processus étudiés.
Enfin, la transformation de la pluie au débit
peut-être réalisée en continu (grâce aux
modèles hydrologiques "continus") ou discontinu, à
l'échelle d'épisodes pluvieux particuliers (grâce aux
modèles hydrologiques "événementiels").
2.1.8 Modèles « évènementiels
» ou « de simulation continue »
(i) Les modèles évènementiels visent la
simulation d'évènements hydrologiques
choisis sans
s'intéresser aux périodes inter-événements. Ils ont
principalement été développés pour simuler la
transformation des pluies en débits dans le cadre de la
prédétermination ou de la prévision des débits de
crue. L'application d'un modèle évènementiel
nécessite l'estimation des conditions initiales de la simulation pour
chaque évènement considéré. Ceci constitue une des
principales difficultés des approches événementielles.
Dans le cas de la simulation d'une crue de projet, des conditions initiales
moyennes peuvent être utilisées.
(ii) Les modèles de simulation continue visent la
simulation en continu du
comportement hydrologique du bassin. La simulation
peut être menée sur de longues périodes de temps, couvrant
toute la variabilité des situations hydro-météorologiques,
allant des crues aux étiages. Ces modèles doivent
considérer tous les processus influençant de façon
significative la réponse du bassin versant et pas les seuls processus
impliquées dans un phénomène hydrologique particulier. Ils
nécessitent aussi l'estimation des conditions initiales.
2.2 Notion de calage et validation d'un modèle
hydrologique 2.2.1 Calage d'un modèle hydrologique
Le calage d'un modèle hydrologique permet d'identifier
et de reconnaître certaines propriétés hydrologiques du
bassin versant. En effet, la simplification de la réalité
implique que certains, voire la totalité, des paramètres
utilisés pour décrire le modèle, ne peuvent être
reliés directement à des mesures de terrain, d'où la
nécessité d'un calage. Ainsi, à partir de pluies, on
déduit des estimations de débits que l'on compare aux
débits observés, grâce à des critères
appelés fonctions objectif. Le calage s'effectue sur une période
où la pluie, le débit et l'évapotranspiration potentielle
doivent être connus. En général, on considère une
période d'une à plusieurs années afin de caler nos
paramètres pour l'ensemble des saisons, sur des événements
très différents.
Corneille HOUNGUE M1-ESE 14
MODéLISATION HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL GR : CAS DU
BASSIN VERSANT
D'HOUAY PANO, LAOS.
2.2.2 Validation d'un modèle hydrologique
La validation d'un modèle consiste à
établir que le modèle donne une représentation raisonnable
de la réalité, adaptée à l'objectif visé. Il
n'existe pas de méthode universelle pour une validation. Les
méthodes de validation et les critères d'appréciation de
validité d'un modèle sont variés. Ainsi la validation
dépend de la nature des données, des caractéristiques du
bassin et du contexte hydro-météorologiques. Ainsi des tests de
validation ont été mise en place des hydrologues :
? Test de validation croisée,
? Test de validation en transposition spatiale,
? Test de validation différentielle,
? Test de validation différentielle en transposition
spatiale,
? Test de validation à l'aveugle
En fonction de l'objectif visé et du modèle
choisi les tests cités ci-dessus sont utilisé sur les bassins
versant.
Dans notre étude, nous utiliserons les modèles
conceptuels dues à la rapidité en temps réel et aux
avantages de ces modèles cités ci-dessus. Ainsi nous utiliserons
les modèles GR2M à deux (02) paramètres et les
modèles GR4J à quatre (04) paramètres
MODéLISATION HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL GR : CAS DU BASSIN
VERSANT
D'HOUAY PANO, LAOS.
Corneille HOUNGUE M1-ESE 15
III-Données et méthodes de traitement
Corneille HOUNGUE M1-ESE 16
MODéLISATION HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL GR
: CAS DU BASSIN VERSANT
D'HOUAY PANO, LAOS.
CHAPITRE III : MATERIELS ET METHODES
3.1 Matériel
3.1.1 Structure du modèle et fonctionnement des
modèles GR2M et GR4J
Les modèles présentés dans cette
étude sont des modèles qui ont été
améliorées progressivement. Le développement du
modèle GR2M a été initié au Cemagref à la
fin des années 1980. Nous allons utiliser la version de par Mouelhi
(2003) et Moulehi et al. (2006) pour le modèle GR2M. La version Perrin
(2002) and Perrin et al. (2003) pour le modèle GR4J.
(i) Le modèle GR2M (figure 10)
(modèle du Génie Rural à 2 paramètres Mensuel) est
un modèle pluie-débit global à deux paramètres
optimisables : X1, capacité du
réservoir de production (mm) ; X2, coefficient
d'échanges souterrains (mm). Il fonctionne autour de deux
réservoir un réservoir de production(ou réservoir
au sol) et un réservoir de routage sur
lesquels les ajustements et interception se font différemment sur les
entrées. Les données utilisées en entrées du
modèle sont la pluie moyenne et l'ETP, et fournit en sortie le
débit permettant de simuler le comportement hydrologique du bassin.
(ii) Le modèle GR4J est un
modèle journalier à quatre paramètres optimisables :
X1, la capacité du réservoir de
production (mm), X2, le coefficient d'échanges
souterrains (mm), X3, la capacité à un
jour du réservoir de routage (mm), X4: temps de base de l'hydrogramme
unitaire HU1 (j). Le modèle utilise en entrée la hauteur
de pluie moyenne sur le bassin versant P (mm) et l'évapotranspiration
potentielle ETP (mm). La structure du modèle est donnée es
donnée sur la figure(10). Sa structure est associée à un
réservoir de production et un réservoir de routage, des
hydrogrammes unitaires ainsi qu'une fonction d'ouverture sur l'extérieur
non atmosphérique permettant de simuler le gros du comportement
hydrologique du bassin. Le modèle GR4J a des fonctions communes avec le
modèle GR2M (par exemple la fonction de production liée au
réservoir sol). Son module de routage est meilleur qu'au pas de temps
mensuel.
GR2M GR4J
Figure 10: structure des modèles GR4J et GR2M
(source :
http://webgr.irstea.fr/modeles/mensuel-gr2m/fonctionnement-gr2m/)
Corneille HOUNGUE M1-ESE 17
MODéLISATION HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL GR : CAS DU
BASSIN VERSANT
D'HOUAY PANO, LAOS.
3.1.2 Objectif et utilisation de ces modèles dans
différents domaine
Les modèles GR2M et GR4J peuvent être
utilisés pour un certain nombre d'application d'ingénierie ou de
gestion de l'eau. Nous pouvons citer par exemple :
? La reconstitution ou l'extension de séries de
débit : après calage, le modèle est
appliqué en simulation sur une période dont on dispose de
données pluviométriques observées ;
? La prédétermination : les
séries de débit observé sont souvent courte, il est donc
intéressant de les étendre à l'aide d'un modèle
pluie-débit. On peut utiliser des séries de pluie observée
si elles sont suffisamment longues ou utiliser un générateur
stochastique de pluie qui permettra d'obtenir des séries probables de
pluie sur le bassin (pour cela un calage préalables se fera sur des
séries de pluie observée du au générateur) ;
? La prévision à court terme
(d'une courte durée : heure ou jour) : elle est plus
utilisée les événements de crues (inondation). Le
modèle doit intégrer une procédure d'assimilation des
débits observés, ce qui permet d'améliorer de façon
substantielle les prévisions. Plusieurs versions de ce modèle de
prévision ont été élaboré et proposés
par exemple par : Tangara (2005) permis de mettre au point un modèle
continu (GR3P) dérivant du modèle GR4J ; voir également
les travaux réalisés en mode événementiel avec le
modèle GR3H (Fourmigué et Lavabre, 2005) ; la prévision
à moyen ou long terme (de quelques semaines à quelques mois) :
elle est importante pour les problématiques d'étiage et de
gestion de la ressource;
? Détection de tendance dans le comportement
hydrologique du bassin versant : l'utilisation d'un modèle
hydrologique permet d'identifier dans la variabilité des séries
de débit ce qui vient de la variabilité naturelle des conditions
climatiques de ce qui vient de changements de caractéristiques du bassin
versant (Andréassian, 2002; Andréassian et al, 2003)
;
? La gestion ou le dimensionnement d'ouvrages
: les modèles nous permettent également dans une
étude de dimensionnement d'effectuer la simulation en continue des
apports au réservoir et optimiser le dimensionnement pour des objectifs
tels que : soutien d'étiage, écrêtement de crue, etc... en
prenant en compte la variabilité naturelle de ces apports. En conditions
opérationnelles, la prévision des apports peut permettre en mieux
gérer l'ouvrage (Yang et al, 1991).
3.1.3 Critère de Nash
La validation d'un modèle est vérifiée
par une comparaison des débits calculés et observés
à travers un critère de qualité. Le critère de
qualité le plus connu et le plus utilisé pour les modèles
conceptuels est le critère de Nash et Sutcliff (1970), (équation
2) qui s'exprime par l'équation ci-dessous
??????h (??) = 100 [1 - ? (????,??????-????,????????)2
??
? (????,??????-????,??????)2
?? ](éq 2)
MODéLISATION HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL GR
: CAS DU BASSIN VERSANT
D'HOUAY PANO, LAOS.
Pour tenir compte de certaines valeurs particulières
des débits, ce critère a été calculé en
utilisant la racine carré des débits pour atténuer
l'importance des débits de pointe, ou le logarithme pour les
débits d'étiage. En pratique, on estime que la simulation est
mauvaise qualité lorsque le critère de Nash es faibles
(inférieur à 70%, elle est acceptable lorsqu'il est
supérieur à 70%, parfaite lorsqu'il est à 100%)
3.1.4 Les données
Les données traitées sont tirées du
programme de recherche MSEC (the Managment of Soil Erosion Consortium). Ces
données proviennent des enregistrements de pluviométrie
quotidienne, de température et de débit. Le niveau de l'eau a
été mesurée à la sortie de chaque bassin versant
avec 1mm précision verticale à 3 min intervalle de temps par un
enregistreur de niveau d'eau (OTT, Thalimèdes) équipé d'un
enregistreur de données au sein d'un déversoir V-notch. La
qualité des données d'écoulement a connu une interruption
dont les mesures (Août-Novembre 2001 au Vietnam) suite aux inondations.
Cette interruption a provoqué la destruction des dispositifs de mesure
ce qui explique pourquoi les simulations d'écoulement ont
été réalisées partir de 2002 dans ce pays. C'est la
raison pour laquelle notre période d'étude à commencer
à partir de 2002. Nous avons donc travaillé les données
à l'aide du logiciel EXCEL pour obtenir un tableau regroupant les
données pluie-débit-ETP mensuelles puis journalières. Nous
allons à présent décrire les méthodes
utilisées pour le calcul des ETP et des débits.
3.2 Méthodes utilisées 3.2.1 La pluie
Sept points de prélèvement différents (R1
à R7) ont permis de relever la lame d'eau en mm (Figure 11). Une mesure
a été réalisée chaque jour pendant une
période de 5 ans (de 2002 à 2006). Dans un premier temps nous
avons calculé la moyenne journalière de pluie (en mm). Ensuite
nous avons calculé la moyenne mensuelle (en mm). Pour les pluies au pas
de temps journalier nous n'avions qu'à recopier sans modification les
données brutes.
|
Figure 11: Localisation des sites de
prélèvement et délimitation du bassin versant R1 à
R7 : sites de mesure de la pluie, T : site de mesure de la température
de l'air, H : site de mesure de la hauteur de la rivière, Q : site de
mesure du débit toutes les 6min, repères bleus :
délimitation du bassin versant d'Houay Pano selon MSEC (source : rapport
de stage Manon 20015)
|
|
|
Figure 12: station hydro-météorologiques
(source MSEC)
|
18
|
Corneille HOUNGUE M1-ESE 19
MODéLISATION HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL GR : CAS DU BASSIN
VERSANT
D'HOUAY PANO, LAOS.
3.2.2 Débits
Pour calculer le débit journalier (tableau 2) nous avions
utilisé les débits en mètre cube par seconde
(m3/s) nécessitant d'être convertis en
millimètre (équation 3). Pour cela nous appliquons la formule
suivante :
Q(mm) = Q*s*min*h*1000 Eq (3)
S(mm2)
Q : le débit en m3/s
S, le nombre de secondes
min, le nombre de minutes
h, le nombre d'heures
S, la superficie du bassin versant (en mm2) :
0,67.106 mm2
Tableau 2: Résultat obtenu après calcul
de débits mensuel de (m3/s) en mm
(01/01/2002-04/01/2002)
|
Date
|
Débit (m3/s)
|
Débit (mm)
|
|
01/01/2002
|
0,00530
|
0,6835
|
|
02/01/2002
|
0,00530
|
0,6835
|
|
03/01/2002
|
0,00441
|
0,5691
|
|
04/01/2002
|
0,00384
|
0,4952
|
Pour calculer les débits mensuels (tableau 3) nous
avons fait les moyennes de débit journalier calculé en
millimètre (mm).
Tableau 3: Résultat obtenu après calcul
de débits mensuel en mm pour l'année 2002
|
Date
|
Débit (mm)
|
|
01/2002
|
0,528
|
|
02/2002
|
0,286
|
|
03/2002
|
0,200
|
|
04/2002
|
0,194
|
|
05/2002
|
0,307
|
|
06/2002
|
0,822
|
|
07/2002
|
4,727
|
|
08/2002
|
5,960
|
|
09/2002
|
1,903
|
|
10/2002
|
1,858
|
MODéLISATION HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL GR : CAS DU
BASSIN VERSANT
D'HOUAY PANO, LAOS.
|
11/2002
|
0,910
|
|
12/2002
|
1,012
|
3.2.3 Evapotranspiration
Nous avons calculé l'évapotranspiration
potentielle selon la formule de Thornthwaite (1954). Elle donne une approche
mensuelle et fait appel à un seul paramètre : la
température mensuelle moyenne (équation 4 et 5). Pour son
application elle nécessite l'utilisation d'un facteur correctif fonction
du mois et de la latitude (tableau 4). Elle est définit par l'expression
suivante :
Avec :
ETP(m) : l'évapotranspiration moyenne du mois (m=1
à 12) en mm,
T : moyenne interannuelle des températures du mois,
°C
a : 0.016* I + 0.5
I : indice thermique annuel :
?? = ? ??(??)
12
??=1
??(??) = [??(??)
5 ] éq(5)
1.514
Corneille HOUNGUE M1-ESE 20
F (m, ?) : facteur correctif fonction du mois (m) et de la
latitude 20°N:
Tableau 4: Récapitulatif des coefficients
d'ajustement mensuel pour la latitude 20°N (source :
http://hmf.enseeiht.fr/travaux/bei/beiere/book/export/html/1583)
|
Latitude
|
J
|
F
|
M
|
A
|
M
|
J
|
J
|
A
|
S
|
O
|
N
|
D
|
|
20°
|
0.95
|
0.9
|
1.03
|
1.05
|
1.13
|
1.11
|
1.14
|
1.11
|
1.02
|
1
|
0.93
|
0.94
|
Après application de cette formule sur nos données
(tableau5) nous avions obtenus les ETP mensuels sur notre période
d'étude.
Tableau 5: Résultat des calculs ETP mensuel
année 2002
|
Date
|
ETP (mm)
|
|
01/2002
|
36,6
|
|
02/2002
|
56,6
|
|
03/2002
|
86,9
|
|
04/2002
|
116,9
|
Corneille HOUNGUE M1-ESE 21
MODéLISATION HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL GR
: CAS DU BASSIN VERSANT
D'HOUAY PANO, LAOS.
|
05/2002
|
112,3
|
|
06/2002
|
110,6
|
|
07/2002
|
102,8
|
|
08/2002
|
100,8
|
|
09/2002
|
91,5
|
|
10/2002
|
74,0
|
|
11/2002
|
50,0
|
|
12/2002
|
46,0
|
Pour le pas de temps journalier, nous avions divisé ETP
mensuel par le nombre de jour en fonction de chaque mois. Nous obtenons
l'évapotranspiration de chaque jour du mois considéré.
MODéLISATION HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL GR : CAS DU BASSIN
VERSANT
D'HOUAY PANO, LAOS.
Corneille HOUNGUE M1-ESE 22
IV-Résultats et Discussions
Corneille HOUNGUE M1-ESE 23
MODéLISATION HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL GR : CAS DU
BASSIN VERSANT
D'HOUAY PANO, LAOS.
CHAPITRE IV : Résultats et Discussions
Dans ce chapitre, il figure les résultats obtenus des
traitements des données après calcul des ETP sur le logiciel
Excel et les logiciels GR2M et GR4J.
4.1 Résultat
4.1.1 Description des graphiques Pluie-ETP-Débit
tracé avec Excel 4.1.1.1 Interprétation de Pluie-ETP-Débit
mensuel
Le graphe suivant (Figure 13) résulte du calcul des
débits et ETP au pas de temps mensuel. Il représente les
variations mensuelles de précipitation, débit et ETP en
millimètre au cours du temps. Les pluies varient entre
un minimum de 0 mm et un maximum de 417.6 mm en juillet 2002, pour une moyenne
mensuelle de 127.6 mm de 2002-2006. Grâce aux précipitations nous
pouvons distinguer deux saisons :
? la saison humide avec des précipitations
élevées d'Avril à Septembre avec des maximas presque
constant dans le temps.
? la saison sèche avec des précipitations
très faibles voire inexistantes d'Octobre à Mars.
Le débit varie entre un minimum de
0,039 mm et un maximum de 5,960 mm en Août 2002, pour une moyenne de
1.137 mm de 2002-2006. Nous distinguons également deux périodes
dans l'année, corrélées aux débits :
? la saison humide le débit augmente et on enregistre les
maximas
? la saison sèche le débit diminue avec un
enregistrement de minimas.
Cette variation s'explique par le fait qu'en période de
crue le débit est maximas et en étiage le débit est
minimas. Nous observons une augmentation du débit un a deux mois
après augmentation des hauteurs de pluies. L'augmentation du
débit après quelques jours ou mois peut être
expliquée par le temps de propagation.
L'ETP varie entre un minimum de 31 mm en
décembre 2004 et un maximum de 127 mm en mai 2003, pour une moyenne de
82mm.Les valeurs d'ETP augmentent en saison humide et diminuent en saison
sèche.
Corneille HOUNGUE M1-ESE 24
MODéLISATION HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL GR : CAS DU
BASSIN VERSANT
D'HOUAY PANO, LAOS.
300
)
250
t ETP (mm)
(m P
200
te
150
dé
100
0
ébit
50
0
2002-01 2002-03 2002-05 2002-07 2002-09 2002-11 2003-01 2003-03
2003-05 2003-07 2003-09 2003-11 2004-01 2004-03 2004-05 2004-07 2004-09 2004-11
2005-01 2005-03 2005-05 2005-07 2005-09 2005-11 2006-01 2006-03 2006-05 2006-07
2006-09 2006-11
2
temp 2
Pluie mensuelle (mm)
ETP (mm) Débit (mm)
400
0
200
Pluie (mm)
300
e (m
500
600
100
00
Figure 13: graphe mettant en relation
Pluie-ETP-Débit mensuel
4.1.1.2 Interprétation de Pluie-ETP-Débit
journalier
Le graphe (Figure 14) résulte du calcul du débit
et de l'ETP journalier mise en relation avec les précipitations
journalier en millimètre au cours du temps. On constate aussi les deux
saisons :
? saisons humides : augmentation des précipitations,
débits et évapotranspiration potentielle (ETP).
? Saisons sèches : diminution des précipitations,
du débit et de l'ETP.
01/01/2002 01/01/2003 01/01/2004 01/01/2005 01/01/2006
Années
)
40
35
pluie (
30
plu
30
25
20
15
10
mm
(m
0
5
te
40
0
80
it
20
60
100
120
ETP et débit (mm)
0
0
Pluie (mm)
ETP (mm)
Débit (mm)
Figure 14: graphe mettant en relation
Pluie-ETP-Débit journalier sous Excel
Corneille HOUNGUE M1-ESE 25
MODéLISATION HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL GR
: CAS DU BASSIN VERSANT D'HOUAY PANO, LAOS.
Nous pouvons retenir de l'analyse des résultats des
graphes obtenus sous Excel qu'en saison humide les précipitations,
débits et évapotranspiration augmente à l'inverse de la
saison humide. Nous allons à présent insérer ces
données dans les modèles utilisés dans cette
étude.
4.1.2 Description des graphiques Pluie-ETP-Débit
tracé avec les modèles de nôtres études
La procédure de calage a consisté à
déterminer les paramètres optimisés à partir des
différents critères de qualité en augmentant la longueur
des phases de calage et de validation. Les paramètres obtenus ainsi que
les critères correspondants ont été
représentés en fonction de la longueur de phase de calage. Nous
avons retenus les paramètres pour lesquels les critères de
qualités sont optimaux.
4.1.2.1 Interprétation de Pluie-ETP-Débit
mensuel (GR2M)
Les données d'ETP et de débits calculées
sous Excel et données de pluie au pas de temps mensuel ont
été introduites dans le modèle GR2M qui les a
traités. Nous avons effectué sa calibration et validation en
fonction des périodes que nous avions définis (tableau 6).
Les paramètres X1 varie très peu et X2 du
tableau reste constant (figure 15a). Les critères de qualité sont
toujours supérieurs à 80%. Les critères de Nash
calculés à partir de la racine carrée des débits
sont supérieurs à 80% (figure 15b) et ceux calculés
à partir des logarithmes népériens sont supérieur
à 60%. La période retenue est la période ou notre
critère de Nash est le plus élevé (tableau 7) et avons
obtenus l'hydrogramme (Figure 16) ci-dessous. Ce hydrogramme nous donne des
informations sur les précipitations mensuelles et sur les variations des
débits mensuels observés et calculés.
Les valeurs obtenues sur un large échantillon de bassins
versants sont :
Tableau 6: Valeur des paramètres du modèle
GR2M obtenues sur un large échantillon de bassins
versants.
|
Longueur de calage périodes
|
Paramètre initiaux
|
|
X1
|
X2
|
|
|
2002-2004
|
6,48
|
0.8
|
|
|
2002-2005
|
6,48
|
0.8
|
|
|
2002-2006
|
6,48
|
0.8
|
|
|
Longueur de la période de mise en route (année)
|
Sortie du modèle
|
|
Phase de
calage
|
Phase de
validation
|
Paramètres
|
Critère de validation
|
|
Phase de
calage
|
Phase de
validation
|
X1
|
X2
|
Nash
(Q)
|
Nash
(VQ)
|
Nash
(ln(Q))
|
Bilan
|
|
2002
|
2003-2006
|
7,64
|
0,10
|
88,4
|
85,5
|
72,1
|
99,9
|
|
2002-2003
|
2004-2006
|
7,56
|
0,10
|
86,3
|
84,5
|
68,2
|
98,6
|
|
2002-2004
|
2005-2006
|
7,15
|
0,10
|
81,9
|
86,2
|
83,2
|
102,3
|
MODéLISATION HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL GR
: CAS DU BASSIN VERSANT
D'HOUAY PANO, LAOS.
Tableau 7: Récapitulatif des paramètres
et critère de Nash le plus élevé
7 6 5 4
Débit (mm/mois)
2
3
0
1
Calage
|
Validation
|
X1 (mm)
|
X2 (mm)
|
Nash (Q) %
|
|
2002
|
2003-2006
|
7,64
|
0,10
|
88,4
|
Laos GR2M
|
10 8 6 4 2 0
|
|
X1
X2
|
|
1 1,5 2 2,5 3
longueur de la période de calage en
jour
|
|
Laos GR2M
|
100 80 60 40 20
0
|
|
Nash (Q) Nash (VQ) Nash (ln(Q))
|
|
|
1 2 3
longueur de la période de calalage en
jour
Corneille HOUNGUE M1-ESE 26
a) b)
Figure 15: Evolution des paramètres (a), des
critères (b) GR2M
Pluie
Débit observé Débit simulé
400
P l u ie (mm/mois)
200
m
0
mo
300
500
100
u l
00
00
00
janv.-02 janv.-04 janv.-06 Date
Figure 16: graphe mettant en relation
Pluie-ETP-Débit mensuel sous GR2M
On observe sur ce graphe les mêmes tendances de saison
que celle de l'allure de la pluie-débit-ETP mensuel
précédent. En saison humide les précipitations, les
débits sont élevés avec des maximas de 418 mm environ au
mois de juillet pour la précipitation et de 7 mm environ pour le
débit en Août 2002. On remarque que les maximas des débits
diminuent au cours du temps tandis que les précipitations ne varient pas
au cours du temps. Nous constatons aussi que le débit simulé par
le modèle est surestimé dans la saison humide de 2004 et
sous-estimé dans la saison humide de 2005. La courbe du débit
calculé par le modèle GR2M est en corrélation avec celle
du débit observé, ce qui est confirmé par la valeur du
critère de Nash obtenu à 88,4% pour la période de mon
calage de 2002-2003 (Tableau 7).
MODéLISATION HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL GR
: CAS DU BASSIN VERSANT
D'HOUAY PANO, LAOS.
4.1.2.2 Interprétation de Pluie-ETP-Débit
mensuel (GR4J)
Les données d'ETP et de débits calculées
sous Excel et données de pluie au pas de temps mensuel ont
été introduites dans le modèle GR4J qui les a
traités. Nous avons effectué sa calibration et validation en
fonction des périodes que nous avions définis (tableau 8). Les
paramètres X1, X2, X3 et X4 du tableau 8 varie très peu (figure
17a). Les critères de qualité sont toujours supérieurs
à 80%. Les critères de Nash calculés à partir de la
racine carrée des débits sont supérieurs à 70% et
ceux calculés à partir des logarithmes népériens
sont supérieur à 40% (figure 17b).
Tableau 8 : Valeur des paramètres du
modèle GR4J obtenues sur un large échantillon de bassins
versants
|
Longueur de calage périodes
|
Paramètre initiaux
|
|
X1
|
X2
|
X3
|
X4
|
|
|
2002
|
5,77
|
1,62
|
4,24
|
-0,12
|
|
|
2002-2003
|
5,77
|
1,62
|
4,24
|
-0,12
|
|
|
2002-2004
|
5,77
|
1,62
|
4,24
|
-0,12
|
|
|
Longueur de la période de mise en route (année)
|
Sortie du modèle
|
|
Phase de
calage
|
Phase de
validation
|
Paramètres
|
Critère de validation
|
|
Phase de
calage
|
Phase de
validation
|
X1
|
X2
|
X3
|
X4
|
Nash (Q)
|
Nash
(VQ)
|
Nash
(ln(Q))
|
Bilan
|
|
2002
|
2003-2006
|
6,02
|
-2,91
|
4,70
|
0,04
|
88,7
|
79,0
|
48,6
|
93,0
|
|
2002-2003
|
2004-2006
|
5,96
|
-3,09
|
4,72
|
0,04
|
88,1
|
77,3
|
42,3
|
93,3
|
|
2002-2004
|
2005-2006
|
5,78
|
-3,19
|
4,79
|
0,40
|
92,5
|
85,3
|
71,0
|
100,3
|
Tableau 9: Récapitulatif des paramètres
et critère de Nash le plus élevé
|
Calage
|
Validation
|
X1 (mm)
|
X2 (mm)
|
X3 (mm)
|
X4 (mm)
|
Nash (Q) %
|
|
2002-2004
|
2005-2006
|
5,78
|
-3,19
|
4,79
|
0,40
|
92,5
|
Laos GR4J
|
100 80 60 40 20
0
|
|
Nash (Q) Nash (VQ) Nash (ln(Q))
|
|
|
1 2 3
longueur de la période de calalage en
jour
Corneille HOUNGUE M1-ESE 27
8 6 4 2 0 -2 -4
|
Laos GR4J
|
|
|
X1
X2
X3
X4
|
|
1 1,5 2 2,5 3
longueur de la période de calage en
jour
|
Corneille HOUNGUE M1-ESE 28
MODéLISATION HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL GR
: CAS DU BASSIN VERSANT
D'HOUAY PANO, LAOS.
a) b)
Figure 17: Evolution des paramètres (a), des
critères (b)
01/01/2002 01/01/2003 01/01/2004 31/12/2004 31/12/2005
31/12/2006
40,0
35,0
30,0
25,0
m/j
20,0
Débit (mm/j)
t (m
15,0
Dé
10,0
5,0
0,0
,0
,0
,0
Débit
observé
Débit simulé
0
0
50
200
ui
250
300
100
15
Pluie (mm)
0
Figure 18: graphe mettant en relation
Pluie-Débit mensuel sous GR4J
4.1.3 Détermination des différentes saisons
sur la période d'étude
Nous avons déterminé les années humides,
semi-humides et sèches en faisant la somme des pluies mensuelles. Ainsi
nous pouvons constater comme l'indique le graphe de la figure (17) que 2002,
2004, 2006 sont respectivement les années humides, semi-humides et
sèches.
2000
1819,361429
1438,585714
1592,815018
1464,671429
1339,916871
pluie annuelle
500
0
2002 2003 2004 2005 2006
Année
1500
1000
Figure 19: Détermination des saisons sur notre
période d'étude
4.1.4 Calibrage et validation des saisons suivant la
période
Nous avions pris nos trois années humides,
sèches et semis-humides sur laquelle nous avions effectué le
calage et la validation. On a effectué le calage de la saison humide
à la saison semi-
Corneille HOUNGUE M1-ESE 29
MODéLISATION HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL GR
: CAS DU BASSIN VERSANT D'HOUAY PANO, LAOS.
humide et la validation sur la saison sèche. On a
obtenu un Nash de 87,9%. On a effectué la même opération
cette fois ci sur la saison humide et la validation sur la période de la
période semi-humide à la saison sèche (tableau 10) avec un
Nash de 92,5% inférieur au Nash ou la période de calage avait
pris en compte la saison semi-humide. On peut donc dire que les données
de la saison semi-humide influence notre critère de Nash du faite de
leur faible précipitation
Tableau 10 : calage et validation sur la période
d'étude en fonctions des saisons du modèles GR2M
|
Calage mise en route
Calage
|
Validation
|
X1 (mm)
|
X2 (mm)
|
Nash (Q)
%
|
|
saison
|
Année
|
Saison
|
Année
|
|
Humide et semi-humide
|
2002/2004
|
Sèche
|
2006
|
7,34
|
0,10
|
87,9
|
|
Humide
|
2002
|
semi-humide et sèche
|
2004/2006
|
7,78
|
0,10
|
92.5
|
On a effectué la même opération avec le
modèle GR4J. Le calage de la saison humide à la saison
semi-humide et la validation sur la saison sèche. On a obtenu un Nash de
87,9%. Cette fois ci sur la saison humide et la validation sur la
période la sèche à la période semi-humide (tableau
11) avec un Nash de 95,5% inférieur au Nash ou la période de
calage avait pris en compte la saison semi-humide. On peut donc dire que le
modèle GR4J prend en compte des paramètres du bassin que le
modèle GR2M ne prend pas.
Tableau 11 : calage et validation sur la période
d'étude en fonctions des saisons du modèles GR4J
|
Calage mise en route
|
Validation
|
X1
(mm)
|
X2
(mm)
|
X3
(mm)
|
X4(jo
urs)
|
Nash
(Q) %
|
|
Saison
|
Année
|
Saison
|
Année
|
|
Humide
|
2002
|
Semi- humide/s èche
|
2004/2006
|
6,29
|
-2,94
|
4,59
|
0,07
|
87,9
|
|
Humide/Sem i-humide
|
2002/200 4
|
Sèche
|
2006
|
5,80
|
-3,28
|
4,75
|
0,41
|
95,5
|
Corneille HOUNGUE M1-ESE 30
MODéLISATION HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL GR
: CAS DU BASSIN VERSANT
D'HOUAY PANO, LAOS.
4.2 Synthèses des résultats et discussion
En comparant les différents critères selon le
mode de calcul, nous avons constaté que les critères les plus
élevés correspondent aux critères calculés par
celle du débit. Nous avons retenu comme optimaux les paramètres
correspondants, que nous avons reporté au tableau 12.Ces
paramètres sont les paramètres caractéristiques du bassin
versant pour les modèles GR4J et GR2M. Les modèles GR2M (aux pas
de temps mensuel à deux paramètres) et GR4J (aux pas de temps
journaliers à quatre paramètres) sont adapté au bassin
d'Houay Pano. Ils présentent un critère de Nash très
élevé supérieur à 88%. De ces résultats, nos
deux modèles sont fiables ce qui implique que les débits
observés sont proches des débits simulés.
Tableau 12 : Paramètres retenu sur les deux
modèles (Nash calculé sur Q)
|
GR4J
|
GR2M
|
|
Calage
|
X1
|
X2
|
X3
|
X4
|
Nash
|
Calage
|
X1
|
X2
|
Nash
|
|
2002-
2004
|
5,78
|
-3,19
|
4,79
|
0,40
|
92,5
|
2002
|
7,64
|
0,10
|
88,4
|
Nous avions également déterminé sur toute
notre période les années de saisons humide, semi-humide et
sèche. Après avoir effectué le calage sur les saisons
humide, humide/semi-humide et validé sur les saisons
semi-humide/sèche sur les deux modèles nous avions
constaté que nos modèles sont sensibles aux saisons. Le
critère de Nash le plus élevé entre les deux
modèles est celui du modèle GR4J à 95,5% pour la saison de
calage humide/semi-humide.
Au pas de temps mensuel nous avons constaté que les
maximas des débits sont mal simulés et diminue au cours du temps
pendant que nos précipitations sont presque constante. Cette diminution
en fonction du temps peut être due au couvert végétal,
à évapotranspiration et au comblement des berges lagunaires.
Aussi remarquons que nous n'avons pas eu de données en 2001 du à
l'inondation. Au pas de temps journaliers nous constatons que les débits
simulés sont surestimés sur toute la période de notre
étude. Les minimas des débits au pas de temps mensuel sont mal
simulés tandis que celle des débits au pas de temps journalier
sont représentatif. De cette analyse, nous pouvons dire que le
modèle GR4J représente mieux le bassin Houay Pano sur toute notre
période d'étude. Toutes fois elle ne simule pas bien les
débits maximas. Le modèle GR4J est adapté aux basses eaux
(étiages) et le modèle GR2M est adapté aux hautes eaux
(crue).
Comme nous l'avions dit précédemment,
après avoir déterminé sur toute notre période les
saisons humides, semi-humides et sèches, nous avions effectué le
calage de notre modèle sur les saisons humide et humide/semi humide. Le
modèle GR4J présente un critère d'efficacité de
95.5% avec une erreur entre le débit observé et le débit
simulé au pas de temps de +/- 2.5%. Ce critère
d'efficacité a été obtenu lorsque pour notre
période de test nous avions pris en compte l'année la plus humide
et la moins humide. Quant aux modèles aux pas de temps mensuelle, le
critère d'efficacité est de 92,5% avec une erreur de +/- 3,74%
liée aux débits observé et simulé aux pas de temps
journaliers lorsqu'on effectue notre calage sur la saison humide
Corneille HOUNGUE M1-ESE 31
MODéLISATION HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL GR
: CAS DU BASSIN VERSANT
D'HOUAY PANO, LAOS.
En comparant le modèle GR4J et GR2M sur la saison humide
on constate que le Nash de Q du modèle GR2M (92,5%) est supérieur
au Nash du modèle GR4J comme nous pouvons le constaté aux
tableaux 10 et 11. Le modèle GR2M simule bien les hautes eaux.
Quant aux moyennes eaux quelques soient la saison
considérée la racine carrée du Nash de Q du modèle
GR2M stimule mieux comme l'indique le tableau 13.
Tableau 13 Paramètres retenu sur les deux
modèles (Nash calculé sur VQ)
|
GR4J
|
GR2M
|
|
Calage
|
X1
|
X2
|
X3
|
X4
|
Nash
VQ
|
Calage
|
X1
|
X2
|
Nash
VQ
|
|
2002-
2004
|
5,80
|
-3,28
|
4,75
|
0,41
|
86,7
|
2002/2004
|
7,34
|
0,10
|
89,1
|
|
2002
|
6,29
|
-2,94
|
4,59
|
0,07
|
83,1
|
2002
|
7,78
|
0,10
|
89,5
|
Au niveau des basses eaux (saison sèches) le logarithme
népérien du Nash de Q du modèle GR2M est supérieur
au modèles GR4J quel que soit le calage effectué. D'après
notre critère de Nash ln (Q) le modèle GR2M simule bien les
basses eaux sur notre saison (tableau 14).
Tableau 14 Paramètres retenu sur les deux
modèles (Nash calculé sur lnQ)
|
GR4J
|
GR2M
|
|
Calage
|
X1
|
X2
|
X3
|
X4
|
Nash
ln(Q)
|
Calage
|
X1
|
X2
|
Nash
ln(Q)
|
|
2002-
2004
|
5,80
|
-3,28
|
4,75
|
0,41
|
73,0
|
2002/2004
|
7,34
|
0,10
|
85,4
|
|
2002
|
6,29
|
-2,94
|
4,59
|
0,07
|
68,3
|
2002
|
7,78
|
0,10
|
79,5
|
Des analyses précédentes le critère
d'efficacité du modèle GR4J est supérieur au
critère d'efficacité du modèle GR2M. Le modèle GR4J
représente mieux les débits minimas sur toute notre
période. En fonction de la saison humide/semi-humide il présente
une efficacité plus importante que celui du modèle GR2M. La
saison semi-humide et les paramètres du modèle au pas de temps
journaliers améliorent le critère d'efficacité du
modèle donc sa représentativité.
Toutefois nous avions mis les paramètres obtenus au
niveau des saisons dans nos modèles retenus. Ainsi nous avions obtenu au
tableau 15 où les critères d'efficacités du modèles
GR4J et GR2M ont légèrement varié. Cette variation
n'étant pas significative les saisons n'influencent pas les
résultats de nos modèles. Toutefois on constate que les
critères d'efficacités du modèle GR4J sont
supérieurs à ceux du modèle GR2M quel que soit la saison
considérée. Le modèle GR4J représente mieux notre
bassin.
Corneille HOUNGUE M1-ESE 32
MODéLISATION HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL GR
: CAS DU BASSIN VERSANT
D'HOUAY PANO, LAOS.
Tableau 15 : Paramètres obtenus sur les deux
modèles avec les paramètres des saisons.
|
GR4J
|
GR2M
|
|
saison
|
Calage
|
Nash
|
Calage
|
Nash
|
|
Humide
|
Anné e
|
X1
|
X2
|
X3
|
X4
|
Q
|
VQ
|
lnQ
|
Anné e
|
X1
|
X2
|
Q
|
VQ
|
lnQ
|
|
|
6,2
|
-
|
4,5
|
0,0
|
89,
|
85,
|
75,
|
|
7,7
|
0,1
|
88,
|
86,
|
74,
|
|
2002-
|
9
|
2,9
|
9
|
7
|
5
|
6
|
8
|
|
8
|
0
|
1
|
1
|
1
|
|
2004
|
|
4
|
|
|
|
|
|
2002
|
|
|
|
|
|
|
Humide/sem i-humide
|
|
5,8
0
|
-
3,2
|
4,7
5
|
0,4
1
|
92, 3
|
85, 5
|
70, 1
|
|
7,3
4
|
0,1
0
|
86, 8
|
81, 5
|
60, 8
|
|
|
|
8
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Globalement les paramètres de routage et le facteur
temps confère au modèle au pas de temps journalier une
capacité de représentativité meilleur au modèle au
pas de temps mensuel.
Corneille HOUNGUE M1-ESE 33
MODéLISATION HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL GR
: CAS DU BASSIN VERSANT
D'HOUAY PANO, LAOS.
Conclusion
Au terme de notre étude, les paramètres
caractéristiques des modèles à pas de temps journaliers
GR4J et mensuels GR2M du CEMAGREF du bassin versant d'Houay Pano Laos ont
été déterminés. Le modèle GR4J
représentatif sur toute notre étude simule mieux les basses eaux
de notre bassin. Le modèle au pas de temps mensuel quant à lui
simule les hautes eaux. Les différentes saisons du bassin versant
d'Houay Pano déterminées n'influence pas notre bassin. Les
données historiques n'étant pas disponibles et la série de
longueur de notre étude courte nos modèles n'atteignent pas une
efficacité de 100%. L'étape suivante consistera à
effectuer une prévision sur les débits afin d'évaluer
l'efficacité des résultats fourni par nos modèles.
Corneille HOUNGUE M1-ESE 34
MODéLISATION HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL GR : CAS DU BASSIN
VERSANT
D'HOUAY PANO, LAOS.
Référence bibliographiques
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HAL Id: tel-00520737
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00520737
Submitted on 24 Sep 2010 (
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Corneille HOUNGUE M1-ESE 35
MODéLISATION HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL GR : CAS DU BASSIN
VERSANT
D'HOUAY PANO, LAOS.
Corneille HOUNGUE M1-ESE 36
MODéLISATION HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL GR : CAS DU
BASSIN VERSANT D'HOUAY PANO, LAOS.
Annexe
janv.-02 janv.-04 janv.-06
Débit (mm/mois) mm/m 4 3
7
bit
2
0
6
5
3
2002/2004
4
Pluie
Débit
observé
Débit simulé
2
400
0
300
m
500
100
u l
Pluie (mm/mois)
102030
)
5
janv.-02 janv.-04 janv.-06
7
2
éb
0
6
5
ois
1
Débit (mm/mois)
3
2002
Pluie
Débit observé Débit simulé
400
0
Plge (mm/moi
200
mm/
300 is)
500
100 u il
Figure 20: Hydrogramme obtenu sur nos trois saisons en
fonction du calage avec le modèle GR2M
40,0
35,0
30,0
25,0
/j)
20,0
(m
15,0
ébi
10,0
01/01/2002 02/01/2004 02/01/2006
)
D ébit (m m 0,5,
D
5,0
0,0
2002
Débit observé Débit simulé Pluie
0
50
Pluie (mm) 0
0
e
200
P
250
300
100
150m)
40,0
35,0
30,0
25,0
20,0 /j)
15,0 (m
10,0
ébi
01/01/2002 02/01/2004 02/01/2006
)
0,5,
D ébit (m m
5,0
D
0,0
2002/2004
Débit observé Débit simulé Pluie
0
50
PluiP(mm)
200
e
250
P
300
100
150 m)
0
Figure 21 Hydrogramme obtenu sur nos trois saisons en
fonction du calage avec le modèles GR4J
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